基于手持式电磁铆接设备的无头铆钉干涉配合铆接工艺研究

根据无头钉铆接的特殊要求以及目前自动钻铆设备铆接无头铆钉存在的问题,提出采用手持式电磁铆接设备代替自动钻铆机实现无头铆钉的铆接。为准确控制铆钉两边的外伸量,在电磁铆枪前加装三爪卡盘。通过实验研究了铆钉外伸量、铆接电压等工艺参数,并分析了铆接质量,并通过工艺参数的控制达到设计的干涉量要求,实现了无头铆钉的干涉配合铆接。     

复合材料结构的干涉配合铆接

干涉配合能提高接头疲劳寿命 ,复合材料结构干涉配合连接的关键在于干涉量的控制。提出采用垫圈限制铆钉钉杆的膨胀 ,采用合适的钉孔间隙减小干涉量 ,并利用电磁铆接钉杆膨胀均匀的特点实现了复合材料结构的干涉配合铆接。     

航空结构宽板铆接搭接件承载性能数值研究

为研究飞机蒙皮铆接搭接结构的力学特性,基于ANSYS软件建立宽板三排铆钉搭接件的三维有限元分析模型。考虑物面间的非线性接触、铆钉与板孔间的干涉配合、铆钉预紧力的影响,应用非线性有限元法对宽板铆接搭接件在恒定远端拉伸载荷作用下的承载性能进行计算。通过读取沿预设路径的位移分布数据,获得宽板搭接件产生的次弯曲和第三弯曲的变形趋势。从搭接板等效应力云图可以看出,靠近宽搭接板侧缘的沉头铆钉孔周围应力集中比较严重。计算每个铆钉的钉传载荷,获得宽板搭接件铆钉承载的分布规律。在调整铆钉预紧力和钉孔干涉配合量的情况下,给出三排铆钉载荷传递比的变化情况。针对宽板铆接搭接件的力学特性计算分析,可以为后续的搭接件结构多处损伤裂纹扩展和疲劳寿命研究奠定基础。     

基于DEFORM-3D的自封铆接影响因素正交试验研究

铆接工艺参数对铆接干涉量有着直接的影响,以2117-T4的4mm半圆头自封铆钉铆接2024-T3的板件为研究对象,建立铆接过程的有限元分析模型,以此模型为基础设计了正交试验来模拟分析铆钉长度L、铆接孔径D和镦头高度H这3个铆接工艺参数对铆接干涉量的影响。对模拟试验结果进行综合分析,得出了铆钉长度L为影响半圆头自封铆钉铆接干涉量的关键因素,为进一步的工艺优化试验和生产工作提供理论数据依据。     

铆接干涉量对疲劳寿命的影响分析

铆接作为飞机结构装配中常用的装配方法,其特点主要是连接可靠,工艺简单,适用于各类机体结构之间的连接,其质量是提高飞机疲劳寿命的重要因素.基于塑性力学中铆钉镦粗的变形受力特点和机械连接可靠性理论,采用主应力法,结合有限元仿真,分析铆接过程中试件的受载情况,构建铆接变形受力模型,通过工艺试验,获得干涉量影响疲劳寿命的影响规...     

铝合金铆钉电脉冲铆接工艺试验研究

分析了电脉冲铆接铆钉变形特性,针对2A10铝合金铆钉开展了组织结构分析、放电电压对成形影响及干涉量工艺试验研究。结果表明,在铆钉墩头处形成明显的剪切带;电压300 V~420 V,Φ5铆钉形成合格墩头,电压230 V~320 V,Φ4铆钉形成合格墩头;铆钉干涉配合优于锤铆和压铆。     

飞机蒙皮锤铆参数优化方法研究

针对飞机蒙皮和筋板锤铆过程,采用有限元法建立其运动学模型,以气压(锤铆力)、单钉铆接时间(单钉冲锤次数)及铆钉头内端面到蒙皮间距离为输入量,以镦头尺寸和蒙皮与筋板间间隙为输出量,对不同参数下飞机蒙皮锤铆过程进行仿真分析,得到60组样本数据。为了得到最优的铆接工艺参数,设计了基于BP神经网络的适应度函数,采用PSO算法对铆接工艺参数进行优化。仿真及实验结果表明:所优化的工艺参数能实现较好的铆接质量。     

电磁铆接技术在自动钻铆补铆中的应用研究

结合ARJ21新支线飞机批量生产需求,针对机翼装配连接结构,进行电磁铆接工艺试验、静强度试验以及疲劳寿命试验规划与研究。基于试验结果,从铆接质量和力学性能角度对比分析手持式电磁铆接和自动钻铆的差异,确定手持式电磁铆接作为自动钻铆补铆技术的可行性与操作方法。试验表明:手持式电磁铆接和自动钻铆在铆接质量和力学性能方面具有较高的一致性,手持式电磁铆接的干涉量比较均匀,静载荷强度以及疲劳寿命稍低于自动铆接,均满足ARJ21飞机的技术要求。     

考虑应变率差异的铆接仿真建模和实验研究

压铆连接是飞机装配的主要连接方式。已有限元法主要考虑铆接工艺参数、接触设置和边界条件选取等方面,对于铆接中铆钉不同位置变形时的应变率差异的影响缺乏研究。借助SHPB技术,建立了单一应变率模型和考虑应变率差异有限元仿真模型作为对比,揭示了铆接干涉量分布情况。进而分析了应变率差异原因和影响,并通过自动钻铆实验进行干涉量对比验证。结果表明,考虑应变率差异的有限元模型可以有效的提高仿真精度,为最佳干涉量的研究提供了模型基础。     

电磁铆接工艺试验及参数仿真优化

电磁铆接是一种新兴的高能量铆接技术,其加载速率快、效率高,钉杆受力均匀,能够形成较好的干涉配合;但由于能量高与加载速率快的问题,极易造成钉杆裂纹、镦头质量不佳以及被铆接材料损坏等现象。实验采用Ansoft Maxwell有限元分析建立铆接模型,对铆接线圈加载电压以及受力情况进行分析。再对公称直径5mm的304不锈钢铆钉进行电磁铆接工艺试验。针对仿真与实验结果的比对,调整工装结构并确定不锈钢铆钉最佳铆接电压的范围,形成较好的铆接镦头,铆钉与被铆接板材实现了较好的干涉配合。     

孔径对铆接连接件疲劳寿命影响的试验

基于疲劳试验研究了孔径对铆接连接件疲劳寿命的影响。分析试验件破坏形式发现,疲劳破坏存在多个疲劳源,最先发生疲劳裂纹的铆钉位置可通过比较裂纹长度和宽度判定。比较该铆钉孔孔径对应的试验件的疲劳寿命试验结果表明:在较高应力水平作用下,不同孔径对应的疲劳寿命差异较小;在较低的应力水平作用下,对于凸头铆钉铆接件,孔径在4.07~4.08 mm范围内的试验件疲劳寿命较优;对于沉头铆钉铆接件,孔径在4.07~4.10 mm范围内的试验件疲劳寿命较优。为此,建议将5/32 in的铆钉对应的孔径控制在4.07~4.10 mm范围内,通过控制孔径的方法可以达到提高铆接连接件疲劳寿命的目的。     

多规格铆钉自动选送系统研究

飞机机翼壁板零件多为复杂曲面,铆接自动化的实现是提高飞机装配精度和表面质量的重要手段针对大型飞机装配过程中铆接工艺对多规格铆钉的选送需求,研究了自动送铆的相关技术,提出了一种具备铆钉自动选取、输送和压铆的多规格铆钉选送执行结构,构建了基于可编程控制器(S7-200 PLC)、触摸屏和检测元件为基础的自动送铆设备的控制系统,实现了飞机翼板类零件铆接用铆钉的自动化分选、输送,提高了铆接质量和效率。     

自动选送钉装备的设计

针对飞机装配铆接工序中铆钉输送的工艺过程和技术要求,研制了一种铆钉自动分选输送装备。对该装备中的关键机械结构进行了详细设计,实现了飞机铆接过程中铆钉的自动化分选、输送,降低了劳动强度,提高了劳动生产率。     

双弯曲反射面天线卧立转换尺寸偏差分析方法

针对包含数千铆钉的双弯曲反射面天线装配尺寸精度计算问题,提出一种卧立转换尺寸偏差回弹分析方法:以动力学有限元模型表示一组铆接工艺参数(铆钉和局部板件尺寸、材料参数、辅助装夹位置、铆钉镦粗方向,冲头位移规律);完成动力学有限元计算,得到的铆钉孔周固有变形分布,不难发现,孔周固有变形分布与铆接工艺参数存在明确的对应关系;经空间插值,为薄壁部件静力学有限元代码中每个铆钉孔加载铆钉孔周固有变形和已计算出的变形,实现铆接变形作用下的结构装配尺寸偏差分析。以纯动力学有限元计算结果验证方法准确性。以大尺寸薄壁部件为对象,研究零件重力和铆接变形所导致的装配尺寸偏差在卧立转换前后的回弹效应。     

基于超声振动辅助铆接技术研究

针对无人机中铆钉连接难成形问题,提出超声振动辅助铆接技术.通过仿真与试验结合的分析方法,进行了超声振动对铆接压力和干涉量影响的研究.结果表明,超声振动技术能有效降低铆接压力约20％,随着铆接速率的增加,超声振动降低铆接压力的效果逐渐弱化;超声振动辅助铆接技术可以获得较大且分布更均匀的干涉量,提高了铆接件的疲劳寿命.     

铆接连接件疲劳寿命预估

本文结合铆接在城轨系统上的应用,考虑铆接厚度、开孔尺寸等几何尺寸对铆钉疲劳寿命的影响,通过采用应力严重系数修正后名义应力方法预估铝合金抽芯铆钉疲劳寿命,并与实验值进行比对分析,验证预估模型的准确可靠。     

自动铆接过程中铆钉变形的有限元分析

飞机薄壁结构件铆接过程中产生的装配变形不仅在装配体中留下残余应力和挤压裂纹,而且增加连接结构的脆性,降低飞机的疲劳寿命,给飞机的精准装配和装配寿命造成巨大的威胁.用ANAYS软件,以铝合金材料(2A10)建立铆钉有限元模型,模拟铆钉应力、应变的变化过程及变形情况,反求出精确的压铆力.为自动钻铆过程中压铆力的施加与控制提供参考,对探索铆钉变形修正方法、控制装配误差有积极意义.     

Ti45Nb铆钉脉冲电流辅助压铆成形性能分析

为改善Ti45Nb铆钉紧固飞机碳纤维增强复合材料（CFRP）结构时的连接性能,拓宽普通铆钉的适用紧固范围,降低铆接成本,提高连接强度,引入了脉冲电流来辅助压铆。设计了电流前处理辅助铆接试验和同步电流处理辅助铆接试验,围绕两种新工艺及其与常规铆接工艺之间的紧固质量与特性展开了对比研究。测试了不同工艺下铆钉截面的典型硬度,对比观测了铆钉不同区域的微观金相与组织成分,分析了电流导致微观组织差异及元素成分区别的原因,最后评估了不同接头的拉伸强度与破坏行为,测试结果验证了电流辅助铆接工艺的有效性与可行性。     

半空心铆钉自冲铆接的研究进展

半空心铆钉自冲铆接是一种快速的机械紧固连接,是用来连接两层或多层、同种或异种材料的冷成型技术。由于汽车轻量化的要求和新能源汽车的发展,大量的镁、铝合金、涂层和复合材料等难以采用点焊连接的材料应用于车身结构。因此,研究半空心铆钉自冲铆接,分析自冲铆接头的强度和可靠性,对汽车轻量化的发展有很大意义。在对已发表的文献进行总结与分析的基础上,介绍了铆接过程中铆钉尺寸和凹模尺寸、铆接工艺参数的优化,以及数值模拟在自冲铆接中的应用,最后对铆接质量做出评价。通过概述半空心铆钉自冲铆接技术的研究进展,展望未来的研究方向,为进一步深入研究提供基础,促进汽车轻量化和新能源汽车的发展。     

气动锤铆工艺参数对接头质量影响规律的试验

气动锤铆是飞机铆接装配的主要方式之一,主要工艺参数包括铆枪气压、击打次数和顶紧力.通过搭建气动锤铆试验台,通过设计单因素试验和正交试验,研究气动锤铆工艺参数对镦头尺寸、干涉量大小及其均匀性的影响规律,提出一种通过改变铆枪顶紧力而改善铝锂合金板材内部的铆接干涉量及其均匀性的方法,为实际生产中提高气动锤铆质量提供参考和依据...